背景及概述[1][2]
三磷酸腺苷(ATP)是一種由一個腺嘌呤,一個核糖和一個三磷酸單位組成的核苷 酸藥物,分子式C10H16N5O13P3,分子量為507。它是生物體內的能量轉換器和貯存器,在人體能量代謝中起著重要的作用。ATP也是生物體內重要的代謝物質,作為代謝的中間體、輔酶參與生物體內脂肪、蛋白質、糖類和核酸等的代謝。在臨床應用上,ATP除了能作為搶救危重病人的輔助藥品外,還對急慢性肝炎、腎炎、心肌炎、冠狀動脈硬化、進行性肌肉萎縮、再生障礙性貧血、風濕性關節(jié)炎等病癥具有良好的治療作用。本品為一種輔酶。三磷酸腺苷是核苷酸衍生物,參與體內脂肪、蛋白質、糖、核酸以及核苷酸的代謝。當體內吸收、分泌、肌肉收縮及進行生化合成反應等需要能量時,三磷酸腺苷即分解成二磷酸腺苷及磷酸基,同時釋放出能量,三磷酸腺苷二鈉能夠穿透血-腦脊液屏障,能提高神經(jīng)細胞膜性結構的穩(wěn)定性和重建能力、促進神經(jīng)突起的再生長。

制備[1]
三磷酸腺苷的合成主要有化學合成法、酶催化合成、光合磷酸化和氧化磷酸化、微 生物酶系催化合成等方法??紤]到藥品的安全性、環(huán)保、生產(chǎn)成本等因素,用腺苷為原料微 生物酶系催化合成三磷酸腺苷成為目前工業(yè)生產(chǎn)三磷酸腺苷的主要工藝。然而,我國三磷 酸腺苷生產(chǎn)水平總體還比較低,產(chǎn)品的產(chǎn)量、回收率、產(chǎn)品的純度等方面達不到進口產(chǎn)品的 水平。
申請?zhí)枮?5100148.5的中國專利申請文件中公開了一種“用腺苷(AR)為原料生產(chǎn) 腺苷三磷酸(ATP)的新工藝”。該工藝主要包括:啤酒酵母冷凍處理、發(fā)酵提酶、離心分離、腺 苷發(fā)酵合成ATP、酒精沉淀、沉淀物回溶、冷凍除鹽、稀釋后離子交換、樹脂洗滌洗脫、樹脂脫 色、活性炭除熱源、結晶、干燥等。該工藝由于酵母與轉化酶的分離不徹底,發(fā)酵后期酵母所產(chǎn)酶系成分變化,轉化酶活力下降,使得三磷酸腺苷轉化率為90%,而且發(fā)酵過程中因菌體衰老自溶等因素帶入較多雜物等問題;其次在發(fā)酵合成液中除了有三磷酸腺苷外,還有未 反應的AR及副反應產(chǎn)物AMP、ADP,及微生物所需的營養(yǎng)物質磷酸氫二鉀、磷酸氫二鉀、硫酸 鎂等無機鹽。發(fā)酵合成液中無機鹽的濃度約4萬mg/L。在離子交換吸附過程中,離子與ATP競 爭吸附到離子交換樹脂上,造成樹脂吸附ATP量僅約5~13克/100克樹脂(201×7),采用酒 精沉淀脫鹽工藝后樹脂吸附ATP量提高到18~22克/100克樹脂(201×7),但需要消耗ATP發(fā)酵液體積4~5倍的無水乙醇。三磷酸腺苷回收率和設備利用率低,產(chǎn)品中雜質較多。
CN201510113434.7提供一種能提高ATP產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、回收率、產(chǎn)品純度,降低化學試劑的消耗,簡化生產(chǎn)工藝,減少污染排放,明顯提高經(jīng)濟效益的三磷酸腺苷的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術方案來完成的,一種三磷酸腺苷(ATP)的生產(chǎn)方法,它主要是利用酵母細胞內的酶系統(tǒng),以葡萄糖為能源經(jīng)糖酵解途徑使腺苷(AR)磷酸化合成三磷酸腺苷,所述的生產(chǎn)方法包括如下步驟:
a)發(fā)酵反應鍋中加去離子水,將水的溫度升到30~42℃,定量投加啤酒酵母,再定 量投加葡萄糖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀溶液,調節(jié)pH值在6.0~7.0范圍內,保持溫度為30 ~42℃并發(fā)酵2.0~2.5小時提轉化酶,得到發(fā)酵提酶液;上述各反應物的用量為:啤酒酵母泥250~280g/L,葡萄糖35~45 g/L,磷酸氫二鉀25~30 g/L,磷酸二氫鉀20~25 g/L。
b)發(fā)酵提酶液需經(jīng)過板框過濾去除酶液中顆粒度較大的酵母泥雜質,得到粗濾提酶液;
c)經(jīng)過板框過濾的粗濾提酶液再經(jīng)過精度為0.1~10μm的微濾膜處理,進一步去除細微的酵母等雜質,得到清酶液;
d)在清酶液中加入反應物腺苷20~40g/L,再加入營養(yǎng)物質硫酸鎂1.6~2.0g/L, 調節(jié)pH值在6.0~7.0范圍內,并在溫度為32~35℃條件下發(fā)酵4.0~6.0小時,腺苷由葡萄 糖提供能量,在轉化酶的催化作用下,腺苷磷酸化為三磷酸腺苷,三磷酸腺的濃度為36~ 72g/L;立即加冰水冷卻,將溫度降低到15~20℃;
e)采用截留分子量為150~500的納濾膜,通過納濾膜的選擇透過性能使單價的離子透過膜,三磷酸腺苷溶液中80%以上的無機鹽被去除,三磷酸腺苷因分子較大被納濾膜截 留在濃縮液中,得到三磷酸腺苷濃縮液;
f)經(jīng)過去除無機鹽的三磷酸腺苷合濃縮液用去離子水稀釋,使三磷酸腺苷的濃度 調整到0.5~1.5%;
g)上述稀釋后的三磷酸腺苷溶液通過201×7陰離子交換樹脂吸附,樹脂粒度 0.315~1.25mm;吸附結束后用去離子水和0.04~0.06%氯化鈉溶液洗滌,去除AR、AMP、ADP 等原料物和合成副產(chǎn)物,再用4.0~6.0%的氯化鈉溶液洗脫,得到三磷酸腺苷洗脫液;
h)三磷酸腺苷洗脫液經(jīng)過截留分子量為3000~10000的超濾膜處理去除蛋白質和 熱源,通過活性炭吸附去除色度物質;
i)上述經(jīng)過超濾膜處理和活性炭吸附的三磷酸腺苷洗脫液經(jīng)過無水乙醇沉淀、離心分離、淋洗和浸泡提純,得到三磷酸腺苷固體,無水乙醇的用量為三磷酸腺苷超濾膜透過 液的2.5~3.5倍,再經(jīng)過38~42℃的真空干燥,得到三磷酸腺苷成品。
本發(fā)明采用微濾處理提高轉化酶的純度,提高了三磷酸腺苷的合成轉化率;在三 磷酸腺苷發(fā)酵合成液的分離提純過程中采用納濾工藝將合成過程中添加的無機鹽類營養(yǎng) 物質去除,增強了離子交換樹脂吸附ATP的容量;采用超濾去除蛋白和熱源,提高產(chǎn)品的純度。本發(fā)明能使磷酸腺苷轉化率達到95%以上,總回收率由達到80%以上,純度提高到 98%以上。本發(fā)明具有能提高ATP產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、回收率、產(chǎn)品純度,降低化學試劑的消耗,簡化生產(chǎn)工藝,減少污染排放,明顯提高經(jīng)濟效益等特點。
藥理作用[2]
三磷酸腺苷是核苷酸衍生物,參與體內脂肪、蛋白質、糖、核酸以及核苷酸的代謝。當體內吸收、分泌、肌肉收縮及進行生化合成反應等需要能量時,三磷酸腺苷即分解成二磷酸腺苷及磷酸基,同時釋放出能量,三磷酸腺苷二鈉能夠穿透血-腦脊液屏障,能提高神經(jīng)細胞膜性結構的穩(wěn)定性和重建能力、促進神經(jīng)突起的再生長。
臨床應用和適應癥[2]
用于進行性肌萎縮、腦出血后遺癥、心功能不全,心肌疾患及肝炎等的輔助治療。
注意事項[2]
1、腦出血初期患者禁用。
2、當藥品性狀發(fā)生改變時禁止使用。
主要參考資料
[1] CN201510113434.7 一種三磷酸腺苷(ATP)的生產(chǎn)方法
[2] 三磷酸腺苷二鈉片說明書